ГАЗООБРАЗНЫЕ ПОТЕРИ АЗОТА УДОБРЕНИИ ИЗ ПОЧВЫ И ИХ СНИЖЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ Валентина, Николаевна Назарова

Введение к работе

Актуальность проблемы. В повышении урожайности сельскохозяйственных культур и. улучшении' качества продукции важная роль принадлежит применению азотных удобрений; Несмотря на непрерывный рост производства и применения в нашей стране технического азота, он все еще остается наиболее недостающим элементом питания, лимитирующим урожаи сельскохозяйственных культур, особенно в зоне нечерноземных почв.

Эффективность азотных удобрений в значительной степени снижается за счет потерь азота в газообразной форме, которые обусловлены процессом денитрификации и достигают 20—40% и более. Детальное изучение процессов превращения азота удобрений в почве, особенно процессов, обуславливающих газообразные его потери, а также влияние различных факторов внешней среды на скорость и направленность этих процессов имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение, так как позволяет подойти к разработке эффективных способов снижения потерь азота из почвы и повышения эффективности азотных удобрений.

Источником потерь азота являются в основном нитраты и нитриты, образующиеся в процессе нитрификации аммонийного азота почвы и удобрений. Поэтому в настоящее время особую актуальность приобретает изучение возможности регулирования этого процесса С помощью химических препаратов—ингибиторов нитрификации. В США, Японии, Индии и других странах изучено и запатентовано более 200 препаратов в качествеингибиторов нитрификации. Однако в нашей стране исследований с ингибиторами было проведено еще мало. Слабо изучено их действие на процессы превращения азота удобрений в почве, на баланс азота в системе «почва-растение».

Цель исследований. В задачу наших исследований входило изучение следующих вопросов:

1. динамика нитрификации и газообразных потерь азота удобрений в дерново-подзолистой почве;

2. влияние различных факторов внешней среды на размер газообразных потерь азота удобрений;

iE&u!/r:s"ij <;**, .V..; CW.xc. і

3. превращение в почве некоторых промежуточных продуктов процессов нитрификации и денитрификацни и их роль в газообразных потерях азота;

4. эффективность различных химических препаратов в качестве ингибиторов нитрификации аммонийного азота в почве;

5. влияние ингибиторов на процессы нитрификации и денитрификацни;

6. действие ингибиторов нитрификации на потери азота удобрении и баланс его в системе «почва-растение».

Научная новизна работы. Научная значимость исследований заключается в том, что впервые установлена возможность потерь азота в виде закиси и молекулярного азота, вследствие химического и биологического превращения первого промежуточного продукта в цепи окисления аммония до нитритов—гид-роксиламнна. Получены экспериментальные данные по балансу меченного ¹⁵М-гидроксиламина в дерново-подзолистой почве в зависимости от стерилизации и аэрации почвы. Изучены новые химические препараты в качестве ингибиторов нитрификации, выявлен характер действия отдельных из них на превращение в дерново-подзолистой почве аммонийного, нитратного, ннтритного азота. Установлено, что ингибиторы подавляют нитрификацию не только азота удобрений, но и почвенного аммонийного азота, а также аммонийного азота жидкого навоза.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Полученные экспериментальные данные по превращению в почве азотистых продуктов, образующихся в процессе

. нитрификации и денитрификацни, расширяют имеющиеся теоретические представления о механизме потерь и трансформа-- ции азота в почве.

Результаты этих исследований могут быть учтены и использованы в научно-исследовательских лабораториях при изучении газообразных потерь азота из почвы. Установленное в работе положение о значительном снижении потерь азота удобрений при внесении их с ингибитором нитрификации «N-serve» имело важное значение для проведения широких производственных испытаний эффективности этого ингибитора в разных зонах страны, которые проводятся в настоящее время.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всесоюзном совещании «Круговорот азота в системе «почва — растение — вода» в г. Пушино в 1977 году и на ГУ конференции молодых ученых ПАП АН СССР в г. Пущино в 1978 году.

Объем работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, включает 15 рисунков и 46 таблиц.

Вспомогательный материал диссертации представлен в 10 приложениях. Список использованной литературы состоит из 351 наименования, в том числе 212 иностранных."

Условия и методика исследований. Экспериментальная работа включает нолевой, микронолевой, 5 вегетационных и серию лабораторных опытов, а также лабораторные исследования, выполненные в течение 1972—1976 гг. в учхозе «Михай-ловское» Московской обл. и на кафедре агрономической и биологической химии ТСХА. Исследования проводили на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (табл. 1).

Микрополевой опыт закладывали в полиэтиленовых сосудах без дна, площадью 0,1 м² (33X33), вмещающих 30 кг сухой почвы. В микрополевом и вегетационных опытах 1, 2, 3, 4 в качестве азотного удобрения вносили меченный ^1SN сульфат аммония, в микрополевом опыте —N₆o и N120 по фону PisoKso в виде гранулированного суперфосфата и 40%-ной калийной соли, в вегетационных опытах—по 100 мг (опыты 1,2, 3) и 75 и 150 мг/кг почвы (опыт 4) но фону РК. в виде смеси одно- и дву-замещенного фосфата калия по 100 мг/кг. В вегетационном опыте 5 азот вносили по 100. мг/кг в виде жидкого навоза в пересчете на аммонийный азот. Повторность в вегетационных опытах в начале опыта 8—10-кратная, к моменту уборки опыта 4-кратная, в микрополевом опыте 4-кратная. В микрополевом и вегетационных опытах выращивали ячмень сорта Московский 121..

В полевом опыте с кукурузой сорта «Краснодарский» азот вносили в виде мочевины в дозе N₆o и Ni₂₀ по фону PisaKuo. Площадь делянок 18 м^г, учетная площадь—12 м². Повторность 3-кратная.

В лабораторных опытах изучали превращение в почве меченного ¹⁵N азота, сульфата аммония, кальциевой селитры, гндроксиламнна, нитрита натрия, влияние различных факторов внешней среды на размер.и состав выделяющихся газообразных азотистых продуктов. Состав газов определяли с помощью газоадсорбционной хроматографии на хроматографе «Хром-ЗЬ (ЧССР).

В пробах почвы и растений определяли содержание общего азота по Кьельдалю, меченый минеральный азот в вытяжке 0,1 н КС1 с восстановлением по Деварду и .последующим отгоном но Кьельдалю. Аммонийный азот фотоколориметрически с реактивом Несслера, нитратный на спектрофотометре (Борисова, 1968), нитритный с реактивом Грисса. Изотопный состав азотных фракций определяли на (даео метре МИ-1305.

В качестве ингибиторов испытывали вещества, синтезированные ГИЛП, и американский препарат «N-serve».

Агрохимическая характеристика почв опытов

Таблица 1

Опыт

(Щ

и год Почва, место проведения опыта проведения

РНка

Пщиэкв) 1ЙГГ почвы

Гумус (по Тюрину), %

Содержание мг/100 г почвы

Р_?0<5 КЮ

Вегетационные опыты

2—1974

Пахотная, учхоз «Дубки» .
Целинная, учхоз «Дубки» .
Пахотная, учхоз «Дубки» .
Пахотная, учхоз «Михайлов-
ское»

1,3 2,2 1,6 1,8 1*8

1,6

3,0 кг 5,0 кг

1. кг 2,6 кг

2. кг

Учхоз «Михайловское»

5,0

Мнкрополевой опыт

Полевой опыт

7,1

8,2

0,1 м²

Учхоз «Михайловское»

1,0

1*8

2,7

4,0

18,1 12 м*

Лабораторные аьпы

1. Пахотная, учхоз «Дубки»

2. Пахотная, учхоз «Дубки»

3,4,7, 8, Пахотная, учхоз «Михайлов

9 ское»

5 Целинная, учхоз «Дубки» .

1,0

4,5

_Ш

1*8

2,2

5,6 4Д

ПО

3,8

3,5

18,1

2,5